专利名称：新型超声波流速流量检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动化检测仪表及相关技术。
背景技术：
对于液体、气体等各种流体的流速和流量检测，目前采用差压流量检测器、临界流流量检测器、电磁流量检测器、超声波流量检测器、涡轮流量检测器、涡街流量检测器、容积式流量检测器、浮子流量检测器、质量流量检测器等检测方式。其中超声波流量检测器由于能承担气体、蒸汽、石油制品、腐蚀性介质等的流量测量，可适用于大管径以及明渠暗渠内流动介质的流量测量，可以在不影响生产的情况下在现场维修或更换检测器，具有适用范围大，安装维护方便、节省投资等特点，近些年发展迅速，应用范围越来越大，在整个流量检测器市场的占有率方面明显呈上升趋势。目前有关超声波流量检测器的文献论述中，其检测流速、流量的方式是基于时差法、相位差法、频差法、声循环法、多普勒法、波束偏移法、噪声法、相关法等方法，其中应用较为广泛的是时差法，原理是对一对正向探头的超声波正向传送时间和一对逆向探头的超声波逆向传送时间进行检测，计算出其差值，并根据该时间差计算流速及流量。由于被测管道的测量点之间的距离不长，超声波的传播时间很小，而正逆向传输的时间差就更小，按目前的时间差检测方法，在具体实现上具有很大技术难度，控制线路比较复杂，在保证一定的测量精度情况下，设备成本大大增加，这个缺点也限制了超声波流量检测器的应用。对于采用相位差法、频差法、声循环法、多普勒法、波束偏移法、噪声法、相关法等方法进行流速、流量检测时，也难以获得控制线路简单、测量精度高的结果。故与其它流量检测器相比，目前的各类超声波流量检测器在实际使用中还存在技术复杂和成本较高的弱点，难以获得满意的检测精度，还不足以在流量检测器领域走在前列。总之采用超声波技术进行流速、流量检测的方法目前还未见到更新、更有效的例子。
发明内容本实用新型的目的是采用现代的超声波检测和控制技术，利用超声波具有不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，无阻力损失的非接触式测量的特点，解决其它类型仪表所难以实现的对强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质等的流量测量，具有适应多种管径以及明渠暗渠内介质的流量测量、可适应多种流量测量范围、改善和提高目前超声波流速流量检测的精度、降低设备成本等优点。本实用新型的要点是采用实时检测、分时计算的控制系统结构来取代目前的超声波传输时间检测方法，超声波流速流量检测器由超声波发射器、超声波接收器、比较器、时钟发生器、主控制器、流速流量显示及输出单元、计数控制门电路、时间计数器和装置电源组成，其特征为时钟发生器[2]产生时间脉冲，时间计数器[3]由计数控制门电路[13]控制，产生正向发送时间或逆向发送时间，主控制器[4]读入时间计数器[3]的时间信息，根据正向发送时间和逆向发送时间计算出流速、流量值，并输出至显示及输出单元[5]，正向发送过程由主控制器[4]启动，正向发送信号送至发送控制门电路W]，该门电路同时发出触发信号至发送脉冲信号发生器[7]、计数控制门电路[13]和正向发送发射器[8]，开始正向发送及启动时间计数器；发送脉冲由正向发送发射器[8]发送出去；正向发送接收器[9] 接收发送过来的载有发送脉冲的超声波信号，经比较器[12]提取发送脉冲信号，对计数控制门电路[13]进行控制，使时间计数器[3]停止计数；逆向发送过程亦由主控制器[4]启动，逆向发送信号送至发送控制门电路W]，该门电路同时发出触发信号至发送脉冲信号发生器[7]、计数控制门电路[13]和逆向发送发射器[10]，开始逆向发送及启动时间计数器 [3]；发送脉冲由逆向发送发射器[10]发送出去；逆向发送接收器[11]接收发送过来的载有发送脉冲的超声波信号，经比较器[12]提取发送脉冲信号，对计数控制门电路[13]进行控制，使时间计数器[3]停止计数；系统具有可靠性高、检测精度好、控制线路构成简单、设备成本低等优点。
附图是新型超声波流速流量检测器功能框图，图中1是装置电源；2是时钟发生器；3是时间计数器；4是主控制器；5是显示及输出单元；6是发送控制门电路；7是发送脉冲信号发生器；8是正向发送发射器；9是正向发送接收器；10是逆向发送发射器；11是逆向发送接收器；12是比较器；13是计数控制门电路。
具体实施方式
根据超声波时差法检测原理，超声波在流动的流体中传播时，顺流的传播时间、 为
权利要求1.一种新型超声波流速流量检测器，其特征是时钟发生器[2]产生时间脉冲，时间计数器[3]由计数控制门电路[13]控制，产生正向发送时间或逆向发送时间，主控制器W] 读入时间计数器[3]的时间信息，根据正向发送时间和逆向发送时间计算出流速、流量值， 并输出至显示及输出单元[5]，正向发送过程由主控制器[4]启动，正向发送信号送至发送门控制电路W]，该门电路同时发出触发信号至发送脉冲信号发生器[7]、计数控制门电路 [13]和正向发送发射器[8]，开始正向发送及启动时间计数器；发送脉冲经正向发送发射器[8]发送出去；正向发送接收器[9]接收发送过来的载有发送脉冲的超声波信号，经比较器[12]提取发送脉冲信号，对计数控制门电路[13]进行控制，使时间计数器[3]停止计数；逆向发送过程亦由主控制器[4]启动，逆向发送信号送至发送控制门电路W]，该门电路同时发出触发信号至发送脉冲信号发生器[7]、计数控制门电路[13]和逆向发送发射器 [10]，开始逆向发送及启动时间计数器[3]；发送脉冲经逆向发送发射器[10]发送出去；逆向发送接收器[11]接收发送过来的载有发送脉冲的超声波信号，经比较器[12]提取发送脉冲信号，对计数控制门电路[13]进行控制，使时间计数器[3]停止计数。
2.根据权利要求1所述的新型超声波流速流量检测器，正向发送过程时间检测和逆向发送过程时间检测采用同一个时钟发生器[2]、同一个计数控制门电路[13]、同一个时间计数器[3]、同一个发送脉冲信号发生器[7]和同一个比较器[12]，简化系统结构并消除控制线路本身产生的时延对传播时间检测精度的影响。
3.根据权利要求1所述的新型超声波流速流量检测器，采用实时检测、分时计算的控制系统结构，正向发送过程时间检测和逆向发送过程时间检测由时钟发生器[2]、时间计数器[3]、发送控制门电路W]、发送脉冲信号发生器[7]、正向发送发射器[8]、正向发送接收器[9]、逆向发送发射器[10]、逆向发送接收器[11]、比较器[12]、计数控制门电路[13]共 10个硬件单元实现，流速和流量计算由主控制器[4]的CPU软件计算来完成，正向和逆向的传送过程不必无缝连接，主控制器W]中的CPU按预先设定的控制周期对正向和逆向的传送过程分别进行控制。
专利摘要本实用新型“新型超声波流速流量检测器”属于自动化检测仪表及相关技术，目的是研发新型的超声波流速流量检测器，改善和提高目前超声波流速流量检测的精度，降低设备成本，要点是采用现代检测和控制技术来取代目前的超声波传播时间检测方法，新型超声波流速流量检测器由正向发送发射器[8]、正向发送接收器[9]、逆向发送发射器[10]、逆向发送接收器[11]、比较器[12]、时钟发生器[2]、主控制器[4]、发送控制门电路[6]、发送脉冲信号发生器[7]、显示及输出单元[5]、计数控制门电路[13]、时间计数器[3]和装置电源[1]组成，具有可靠性高、检测精度好、控制线路构成简单、设备成本低等优点，可广泛应用于多种介质、大管径场合的流速和流量检测。
文档编号G01F1/66GK202230100SQ201120366959
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者高毅夫 申请人:高毅夫